CO2 脫澀對(duì)磨盤柿品質(zhì)的調(diào)控

張 鵬，顏 碧，賈曉昱，段玉權(quán)，孫 健，盛金鳳，李江闊,*

（1.天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品保鮮與加工技術(shù)研究所，天津 300384；2.國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心（天津），農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)產(chǎn)品貯藏保鮮重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津市農(nóng)產(chǎn)品采后生理與貯藏保鮮重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300384；3.沈陽(yáng)農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110866；4.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，北京 100089；5.廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，廣西 南寧 530007）

柿果屬于漿果類水果，原產(chǎn)于我國(guó)，主要分布在河北、廣西、河南等地[1]，是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物，產(chǎn)量較高，占世界總產(chǎn)量約2/3[2-4]。柿果形狀多樣，香甜多汁，具有較好的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值和藥用價(jià)值，深受消費(fèi)者的喜愛[5]。磨盤柿果實(shí)含大量的單寧，食用前需脫澀處理，但柿果現(xiàn)有的脫澀技術(shù)操作較復(fù)雜。因此，探究簡(jiǎn)單快捷的脫澀方式對(duì)于磨盤柿產(chǎn)業(yè)發(fā)展尤其重要。

CO2脫澀的原理是使磨盤柿果實(shí)進(jìn)行無氧呼吸，產(chǎn)生乙醛，乙醛與果實(shí)中的可溶性單寧結(jié)合，生成不溶性單寧，進(jìn)而達(dá)到脫澀的目的[6-7]。董士遠(yuǎn)等[8]、Nakatsuka 等[9]和冷平等[10]的研究結(jié)果顯示，高濃度CO2處理可達(dá)到較好的脫澀效果，且果實(shí)的食用品質(zhì)較好。干冰處理廣泛用于柿果實(shí)脫澀，然而對(duì)于常溫磨盤柿脫澀過程中果實(shí)品質(zhì)調(diào)控研究較少。本文以磨盤柿為試材，采取高濃度CO2脫澀處理，研究常溫下脫澀對(duì)果實(shí)品質(zhì)的影響，以期達(dá)到更好的食用口感和商品價(jià)值。

1 材料與方法

1.1 材料與設(shè)備

1.1.1 材料與試劑

磨盤柿產(chǎn)自北京平谷，2019 年10 月采收，八成熟，選擇大小均勻、無病蟲害、無機(jī)械損傷的果實(shí)作為試驗(yàn)用果。保鮮箱（長(zhǎng)×寬×高=0.28 m×0.22 m×0.12 m，體積為0.007 4 m3），寧波國(guó)嘉農(nóng)產(chǎn)品保鮮包裝技術(shù)有限公司產(chǎn)品，PE 袋（厚度0.03 mm），國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品保鮮工程技術(shù)研究中心（天津）產(chǎn)品。

甲醇、磷酸、磷鉬酸、飽和碳酸鈉、氫氧化鈉、草酸、乙二胺四乙酸（EDTA）、偏磷酸醋酸、硫酸、鉬酸銨、三氯乙酸、硫代巴比妥酸、福林酚、碳酸鈉，均為天津市江天化工有限公司產(chǎn)品。

1.1.2 儀器與設(shè)備

Sigma3-30K 型高速離心機(jī)，PAL-1 型便攜式手持折光儀，Check PiontⅡ便攜式殘氧儀，F(xiàn)-900 便攜式乙烯分析儀，TA. XT. Plus 質(zhì)構(gòu)儀，CM-700d 型色差儀，DDS-307A 型電導(dǎo)率儀，Multiskcan FC 酶標(biāo)儀。

1.2 方法

1.2.1 處理方法

將磨盤柿果實(shí)分為CO2脫澀和對(duì)照兩組，每組2.4 kg 果實(shí)，然后分裝于保鮮箱內(nèi)。CK 組：柿果置于保鮮箱中，于常溫（20±1）℃環(huán)境下，不做其他處理，記作CK；CO2組：在裝有柿果的保鮮箱內(nèi)放入(50±2) g干冰，然后密封（微環(huán)境內(nèi)CO2含量達(dá)到80%～90%），記作CO2組，CO2處理柿果脫澀48 h 后不再密閉。CO2組和CK 組在常溫下2 d 時(shí)進(jìn)行初值（0 d）指標(biāo)測(cè)定，之后每7 d 測(cè)1 次，周期為28 d。

1.2.2 測(cè)定指標(biāo)與方法

1.2.2.1L*值

使用CM-700d 型色差儀測(cè)定，明度L*值由大到小表示亮度從白到黑漸變。

1.2.2.2 果皮強(qiáng)度使用TA.XT.Plus 質(zhì)構(gòu)儀測(cè)定，結(jié)果每個(gè)處理取6 個(gè)果實(shí)，分別在胴部對(duì)立面測(cè)2 個(gè)點(diǎn)，結(jié)果取平均值，測(cè)定參數(shù)為：探頭型號(hào)P/2，直徑2 mm，測(cè)試速度2.00 mm/s，測(cè)定深度6 mm，最小感知力25 g。

1.2.2.3 VC 含量

采用鉬藍(lán)比色法[11]測(cè)定。

1.2.2.4 可溶性單寧含量

采用Folin-Denis 法[12]測(cè)定。

1.2.2.5 總酚含量

采用Folin-Ciocalteu 法[13]測(cè)定。

1.2.2.6 可溶性固形物（TSS）含量

使用折光儀測(cè)定。

1.2.2.7 丙二醛（MDA）含量

采用硫代巴比妥酸（TBA）法[14]測(cè)定。

1.2.2.8 相對(duì)電導(dǎo)率

使用電導(dǎo)率儀[15]測(cè)定。

1.2.2.9 乙烯生成速率

使用F-900 便攜式乙烯分析儀測(cè)定。

1.2.2.10 呼吸強(qiáng)度

采用靜置法[15]測(cè)定。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2010 軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析與作圖；DPS 軟件對(duì)所測(cè)平均值進(jìn)行LSD 法差異顯著性分析（P＜0.05 為差異顯著），檢驗(yàn)其差異顯著性；SIMCA 軟件進(jìn)行主成分分析（PCA）和正交偏最小二乘判別分析（OPLS-DA），檢驗(yàn)其相關(guān)性。

2 結(jié)果與分析

2.1 CO2 脫澀處理對(duì)磨盤柿色澤和果皮強(qiáng)度的影響

L*值表示黑白或者亮暗，其值由大到小表示顏色由亮向暗的漸變[16]。由圖1A 可以看出，在整個(gè)貯藏過程中，CK 組的L*值變化較小，CO2處理組L*值呈現(xiàn)降低的趨勢(shì)，但不同處理間磨盤柿L*值差異較小，貯藏28 d 時(shí)，CO2處理組L*值低于CK 組，可能是因?yàn)镃O2脫澀加快了果實(shí)成熟，使得葉綠素含量較低，從而使不同處理的果實(shí)色澤產(chǎn)生差異。

如圖1B 所示，隨著常溫貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，柿果的果皮強(qiáng)度呈逐漸下降的趨勢(shì)。0 d 時(shí)，CK 和CO2脫澀組柿果的果皮強(qiáng)度分別為1 265.61 g 和1 225.59 g；貯藏28d 時(shí)，CK 和CO2脫澀組果皮強(qiáng)度分別為652.65 g和585.20g，兩個(gè)處理間的果皮強(qiáng)度差異顯著（P＜0.05）。整個(gè)貯藏期間，CK 組的果皮強(qiáng)度高于CO2處理組，原因可能是CO2脫澀加快果實(shí)軟化，造成果皮強(qiáng)度的下降。

圖1 不同處理對(duì)磨盤柿貯藏期間色澤和果皮強(qiáng)度的影響Fig.1 Effects of different treatments on color and pericarp strength of Mopan persimmon during storage

2.2 CO2 脫澀處理對(duì)磨盤柿營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)指標(biāo)的影響

磨盤柿幼果含有大量的VC，隨著柿果的成熟，VC 含量逐漸下降[17]。柿果的VC 含量與柿果的成熟度呈負(fù)相關(guān)。如圖2A 所示，常溫貯藏期間，CO2脫澀處理和對(duì)照磨盤柿的VC 含量整體呈下降的趨勢(shì)，0 d、28 d 含量分別處于最高和最低值。貯藏28 d 時(shí)，CK 和CO2脫澀組VC 含量分別為32.19 mg·100 g-1和12.22 mg·100 g-1。

圖2 不同處理對(duì)磨盤柿貯藏期間VC、可溶性單寧、總酚和可溶性固形物含量的影響Fig.2 Effects of different treatments on VC,soluble tannin,total phenol and soluble solids contents of Mopan persimmon during storage

可溶性單寧是使人產(chǎn)生澀味的主要成分，而且在柿果貯藏中其含量的高低和變化顯示了柿果的貯藏特性[16-17]。CO2脫澀的原理是利用高濃度的CO2使得磨盤柿產(chǎn)生乙醛，通過轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的運(yùn)輸，進(jìn)入液泡內(nèi)，乙醛與可溶性單寧結(jié)合，生成不溶性單寧，從而達(dá)到脫澀的目的。由圖2B 可看出，隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，磨盤柿的可溶性單寧含量逐漸降低，且整個(gè)貯藏期CO2脫澀組的可溶性單寧含量顯著低于CK 組（P＜0.05）。

總酚是磨盤柿發(fā)生褐變的重要底物之一。如圖2C 所示，柿果的總酚含量隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸降低。在整個(gè)貯藏過程中，CK 組總酚含量顯著高于CO2脫澀組（P＜0.05）。貯藏時(shí)間為0 d 時(shí)，柿果的總酚含量最高，28 d 時(shí)含量最低。

可溶性固形物含量是評(píng)價(jià)果實(shí)品質(zhì)的重要指標(biāo)之一，它含有大量的水溶性營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，成分較復(fù)雜。由圖2D 可以看出，在整個(gè)貯藏期間，各處理組果實(shí)的可溶性固形物含量呈現(xiàn)逐漸降低的趨勢(shì)，可能是在呼吸代謝過程中可溶性固形物作為底物被逐漸消耗；并且對(duì)照組可溶性固形物含量均顯著高于CO2脫澀組（P＜0.05）。

2.3 CO2 脫澀處理對(duì)磨盤柿生理指標(biāo)的影響

丙二醛（MDA）含量是評(píng)價(jià)果實(shí)衰老的重要指標(biāo)之一，其含量越高，說明膜脂過氧化程度越嚴(yán)重[17]。如圖3A 所示，磨盤柿丙二醛的含量隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)，其中CO2脫澀組顯著高于CK 組（P＜0.05）。28 d 時(shí)，CK 組和CO2脫澀組丙二醛含量達(dá)到最高，其值分別為0.59 μmol/g 和1.32 μmol/g。由此可看出，CO2脫澀可增加磨盤柿丙二醛的含量，進(jìn)而增強(qiáng)細(xì)胞膜脂過氧化程度。

磨盤柿相對(duì)電導(dǎo)率的高低可評(píng)價(jià)細(xì)胞膜透性的大小[17]。由圖3B 可看出，磨盤柿相對(duì)電導(dǎo)率隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸上升，貯藏7～28 d，CO2脫澀組的相對(duì)電導(dǎo)率顯著高于CK 組（P＜0.05）。28 d 時(shí)，CK 和CO2脫澀處理的相對(duì)電導(dǎo)率分別達(dá)到最高，其值分別為44.26%和57.39%。

如圖3C 所示，在整個(gè)貯藏期間，兩種處理方式的磨盤柿乙烯生成速率均呈逐漸上升的變化趨勢(shì)，貯藏28 d 時(shí)，兩種處理的乙烯生成速率達(dá)到峰值。整個(gè)貯藏期間，CO2脫澀組的乙烯生成速率均顯著高于對(duì)照組（P＜0.05），果實(shí)軟化程度較大。

呼吸強(qiáng)度是磨盤柿的一個(gè)重要生指標(biāo)。如圖3D所示，磨盤柿的呼吸強(qiáng)度隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)呈現(xiàn)先上升后降低的趨勢(shì)，CK 柿果的呼吸強(qiáng)度在14 d 時(shí)達(dá)到最大值，CO2脫澀組7 d 時(shí)達(dá)到最大呼吸強(qiáng)度，整個(gè)貯藏期間，CO2脫澀組的呼吸強(qiáng)度均顯著高于對(duì)照組（P＜0.05）。

圖3 不同處理對(duì)磨盤柿貯藏期間丙二醛、相對(duì)電導(dǎo)率、乙烯生成速率和呼吸強(qiáng)度的影響Fig.3 Effects of different treatments on malondialdehyde,relative conductivity,ethylene production rate and respiration rate of Mopan persimmon during storage

2.4 基于多元化變量統(tǒng)計(jì)分析法研究CO2 脫澀處理對(duì)磨盤柿品質(zhì)的影響

利用測(cè)得的磨盤柿L*值、VC、可溶性固形物、可溶性單寧、丙二醛、相對(duì)電導(dǎo)率、乙烯生成速率、呼吸強(qiáng)度、果皮強(qiáng)度指標(biāo)作為不同維度進(jìn)行主成分分析（PCA），自動(dòng)擬合出兩個(gè)主成分。由圖4 可看出，第一主成分（PC1）與第二主成分（PC2）貢獻(xiàn)率分別為65.80%與17.80%，累計(jì)貢獻(xiàn)率83.60%。在整個(gè)貯藏過程中，對(duì)照與CO2脫澀處理組距離較遠(yuǎn)，差異顯著。由載荷圖與得分圖結(jié)合起來在相同位置，說明處理與指標(biāo)的相關(guān)性較高，由圖可知CO2處理組的磨盤柿與呼吸強(qiáng)度、乙烯生成速率相關(guān)性較高。

圖4 PCA 得分圖與載荷圖Fig.4 PCA score chart and load chart

為了體現(xiàn)出磨盤柿不同處理之間的具體差異指標(biāo)，利用OPLS-DA 模型中共享獨(dú)有結(jié)構(gòu)圖（SUS-plot）和變量投影重要度（VIP）進(jìn)行分析，得到圖5 的結(jié)果。

通過SUS-plot 圖和VIP 值具體分析可得磨盤柿CK 與CO2脫澀處理組的差異指標(biāo)為果皮強(qiáng)度、呼吸強(qiáng)度和VC。果皮強(qiáng)度為特征成分的主要原因可能是CO2脫澀促進(jìn)磨盤柿的成熟軟化，果皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)造成損傷，使得果皮強(qiáng)度降低。呼吸強(qiáng)度為特征成分的主要原因可能是果實(shí)逐漸成熟衰老，出現(xiàn)乙烯躍變峰等現(xiàn)象，導(dǎo)致不同處理組區(qū)分開來。VC 為特征成分的主要原因可能是隨著貯藏時(shí)間的延長(zhǎng)，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失造成的差異。

圖5 SUS-plot 圖和VIP 圖Fig.5 SUS-plot and VIP graph

3 討論與結(jié)論

柿子脫澀是將可溶性單寧轉(zhuǎn)化為不溶性單寧，進(jìn)而達(dá)到脫澀效果[18]。通過高濃度CO2脫澀和不脫澀處理探討柿果常溫貯藏品質(zhì)的變化發(fā)現(xiàn)，與不脫澀處理（CK）相比，CO2處理可較快地達(dá)到脫澀的效果，改善果實(shí)的食用口感和商品價(jià)值，但會(huì)加快貯藏期間磨盤柿果皮強(qiáng)度和L*值的下降，促進(jìn)果實(shí)貯藏期間VC含量、總酚含量、可溶性固形物含量的降低，加速果實(shí)呼吸強(qiáng)度、乙烯生成速率、相對(duì)電導(dǎo)率和丙二醛（MDA）含量的上升。PCA 顯示，CO2處理方式與呼吸強(qiáng)度、乙烯生成速率的相關(guān)性較高。通過SUS-plot 圖和VIP 值具體分析可得磨盤柿兩種處理的差異指標(biāo)為果皮強(qiáng)度、呼吸強(qiáng)度和VC。CO2脫澀雖達(dá)到較好較快的脫澀效果，卻加速了果實(shí)的品質(zhì)降低，引起磨盤柿軟化現(xiàn)象的發(fā)生。